Rijetki zemljani elementineophodni su za razvoj visoke tehnologije poput nove energije i materijala i imaju široku vrijednost primjene u područjima kao što su zrakoplovna, nacionalna obrana i vojna industrija. Rezultati modernog rata ukazuju na to da rijetko oružje dominira na bojnom polju, rijetke tehnološke prednosti predstavljaju vojne tehnološke prednosti, a zajamčeno je i resurse. Stoga su rijetke Zemlje postale i strateške resurse za koje se natječu glavne ekonomije širom svijeta, a ključne strategije sirovina poput rijetkih zemalja često se povećavaju na nacionalne strategije. Europa, Japan, Sjedinjene Države i druge zemlje i regije više pažnje posvećuju ključnim materijalima poput rijetke zemlje. U 2008. godini, rijetki materijali za Zemlju navedeni su kao "strategija ključnih materijala" od strane Ministarstva energetike Sjedinjenih Država; Početkom 2010. godine, Europska unija najavila je uspostavljanje strateške rezerve rijetkih Zemlja; Godine 2007, japansko Ministarstvo obrazovanja, kulture, znanosti i tehnologije, kao i Ministarstvo gospodarstva, industrije i tehnologije, već je predložilo plan "Element Strategion Plan" i plan "rijetkih metalnih alternativnih materijala". Poduzimali su kontinuirane mjere i politike u rezervama resursa, tehnološki napredak, stjecanje resursa i potragu za alternativnim materijalima. Polazeći od ovog članka, urednik će detaljno predstaviti važne i čak neophodne povijesne razvojne misije i uloge ovih rijetkih zemaljskih elemenata.
Terbijum Pripada kategoriji teških rijetkih Zemlja, s niskim obiljem u zemaljskoj kore sa samo 1,1 ppm.Terbium oksidčini manje od 0,01% ukupnih rijetkih Zemlja. Čak i u visokoj ytrijskoj ionskoj vrsti teške rijetke zemaljske rude s najvećim sadržajem terbija, sadržaj terbija iznosi samo 1,1-1,2% ukupne rijetke zemlje, što ukazuje da pripada "plemenitoj" kategoriji rijetkih zemaljskih elemenata. Terbium je srebrno sivi metal s duktilnošću i relativno mekom teksturom, koji se može otvoriti nožem; Točka topljenja 1360 ℃, točka ključanja 3123 ℃, gustoća 8229 4kg/m3. Već više od 100 godina od otkrića Terbija 1843. godine, njegova oskudice i vrijednost već su dugo spriječili njegovu praktičnu primjenu. Tek je u posljednjih 30 godina Terbium pokazao svoj jedinstveni talent.
Otkrivanje terbija
U istom razdoblju kadalantanotkriven je, Karl G. Mosander iz Švedske analizirao je prvotno otkrivenovitrijai objavio izvješće 1842. godine, pojasnivši da prvotno otkrivena Ytrium Zemlja nije jedan elementarni oksid, već oksid od tri elementa. Mossander je 1843. otkrio Element Terbium kroz svoje istraživanje na Ytrium Zemlji. Još je jedan od njih imenovao Ytrium Zemlju i jedan od njiherbium oksid. Tek je 1877. službeno nazvan Terbium, s elementom simbola tb. Njegovo imenovanje dolazi iz istog izvora kao i ytrium, koji potječe iz sela Ytterby u blizini Stockholma u Švedskoj, gdje je prvi put otkrivena Ytrium Ore. Otkrivanje terbija i dva druga elementa, Lanthanum i Erbium, otvorilo je druga vrata otkrivanju rijetkih zemaljskih elemenata, označavajući drugu fazu njihovog otkrića. Prvo ga je pročistio G. Urban 1905.
Masader
Primjena terbija
PrimjenaterbijumUglavnom uključuju visokotehnološke polja, koja su intenzivna tehnologija i vrhunski projekti intenzivnih znanja, kao i projekti s značajnim ekonomskim koristima, s atraktivnim izgledima za razvoj. Glavna područja primjene uključuju: (1) se koristi u obliku miješanih rijetkih zemalja. Na primjer, koristi se kao rijetko gnojivo od zemlje i dodatak za poljoprivredu. (2) Aktivator za zeleni prah u tri primarna fluorescentna praška. Moderni optoelektronski materijali zahtijevaju uporabu tri osnovne boje fosfora, naime crvene, zelene i plave boje, koje se mogu koristiti za sintetiziranje različitih boja. A Terbium je neophodna komponenta u mnogim visokokvalitetnim zelenim fluorescentnim prahovima. (3) Koristi se kao magneto optički materijal za pohranu. Amorfni metalni terbijski prijelazni metal legura tanki filmovi korišteni su za proizvodnju magneto optičkih diskova visokih performansi. (4) Proizvodnja magneto optičkog stakla. Faraday rotacijsko staklo koje sadrži terbium ključni je materijal za proizvodnju rotatora, izolatora i cirkulatora u laserskoj tehnologiji. (5) Razvoj i razvoj terbij disprozij feromagnetosttriktivne legure (terfenol) otvorio je nove aplikacije za terbium.
Za poljoprivredu i stočarstvo
Rijetka zemaljska terbijmože poboljšati kvalitetu usjeva i povećati brzinu fotosinteze unutar određenog raspona koncentracije. Kompleksi terbija imaju visoku biološku aktivnost, a ternarni kompleksi Terbiuma, TB (ALA) 3Benim (CLO4) 3-3H2O, imaju dobre antibakterijske i baktericidne učinke na stafilokoknus aureus, subtilis Bacillus i Escherichia coli, sa širokim kolonijskim coli. Proučavanje ovih kompleksa pruža novi istraživački smjer za moderne baktericidne lijekove.
Koristi se u polju luminiscencije
Moderni optoelektronski materijali zahtijevaju uporabu tri osnovne boje fosfora, naime crvene, zelene i plave boje, koje se mogu koristiti za sintetiziranje različitih boja. A Terbium je neophodna komponenta u mnogim visokokvalitetnim zelenim fluorescentnim prahovima. Ako je rođenje rijetke boje TV crveni fluorescentni prah potaknulo potražnju za ytrium i europij, tada su primjenu i razvoj terbija promovirane od strane rijetke zemlje tri primarne boje zelene fluorescentne praška za svjetiljke. Početkom 1980-ih Philips je izumio prvu svjetsku kompaktnu fluorescentnu svjetiljku i brzo je promovirao globalno. TB3+ioni mogu emitirati zeleno svjetlo s valnom duljinom od 545 nm, a gotovo svi rijetki zemaljski zeleni fluorescentni prah koriste terbium kao aktivator.
Zeleni fluorescentni prah koji se koristi za TV katodne cijevi katode (CRTS) uvijek se uglavnom temelji na jeftinom i učinkovitom cink sulfidu, ali terbijski prah uvijek se koristio kao projekcijska boja TV zeleni prah, poput Y2Sio5: TB3+, Y3 (AL, GA) 5O12: TB3+i LAOBR: TB3+. S razvojem televizije visoke razlučivosti s velikim ekranom (HDTV), također se razvijaju, također se razvijaju zeleni fluorescentni puderi s visokim performansama. Na primjer, u inozemstvu je razvijen hibridni zeleni fluorescentni prah, koji se sastoji od Y3 (Al, GA) 5O12: TB3+, LAOCL: TB3+i Y2SIO5: TB3+, koji imaju izvrsnu učinkovitost luminescencije pri visokoj gustoći struje.
Tradicionalni rendgenski fluorescentni prah je kalcijev volfram. U 1970 -im i 1980 -ima razvijeni su rijetki fluorescentni puderi za senzibilizaciju zaslona, poput terbij aktiviranog lanthanum sulfidnog oksida, terbij aktiviranog lanthanum bromida oksida (za zelene ekrane) i terbium aktiviran ytrium sulfid oksid. U usporedbi s kalcijevim volframom, rijetki fluorescentni prah može smanjiti vrijeme zračenja rendgenskih zraka za pacijente za 80%, poboljšati razlučivost rendgenskih filmova, proširiti životni vijek rendgenskih cijevi i smanjiti potrošnju energije. Terbium se također koristi kao fluorescentni aktivator praha za ekrane za poboljšanje rendgenskih zraka, koji mogu uvelike poboljšati osjetljivost pretvorbe rendgenskih zraka u optičke slike, poboljšati jasnoću rendgenskih filmova i uvelike smanjiti dozu izloženosti rendgenskim zrakama ljudskom tijelu (za više od 50%).
Terbijumtakođer se koristi kao aktivator u bijelom LED fosforu pobuđenom plavom svjetlošću za novu poluvodičku rasvjetu. Može se koristiti za proizvodnju terbijskih aluminijskih magneto optičkih kristalnih fosfora, koristeći diode plave svjetlosti kao izvore pobuđene svjetlosti, a generirana fluorescencija pomiješana je s pobuđenom svjetlom da bi se stvorila čista bijela svjetlost.
Elektroluminescentni materijali izrađeni od terbija uglavnom uključuju cink sulfid zeleni fluorescentni prah s terbiumom kao aktivatorom. Pod ultraljubičastom zračenjem, organski kompleksi terbija mogu emitirati jaku zelenu fluorescenciju i mogu se koristiti kao tanki filmski elektroluminiscentni materijali. Iako je postignut značajan napredak u proučavanju rijetkih organskih kompleksa elektroluminescentnih tankih filmova, još uvijek postoji određeni jaz od praktičnosti, a istraživanja o rijetkim organskim kompleksnim kompleksnim kompleksnim tankim filmovima i uređajima još uvijek su u dubini.
Karakteristike fluorescencije terbija također se koriste kao fluorescentne sonde. Interakcija između složena terbij (TB3+) i deoksiribonukleinska kiselina (DNA) proučavana je korištenjem fluorescentnih i apsorpcijskih spektra, poput fluorescentne sonde ofloksacin terbija (TB3+). Rezultati su pokazali da sonda ofloksacina TB3+može tvoriti vezanje utora s molekulama DNA, a deoksiribonukleinska kiselina može značajno poboljšati fluorescenciju oFloksacin TB3+sustava. Na temelju ove promjene može se utvrditi deoksiribonukleinska kiselina.
Za magneto optičke materijale
Materijali s Faradayevim efektom, poznatim i kao magneto-optički materijali, široko se koriste u laserima i drugim optičkim uređajima. Postoje dvije uobičajene vrste magneto optičkih materijala: magneto optički kristali i magneto optičko staklo. Među njima, magneto-optički kristali (poput ytrium željeznog granata i terbij gallica Garnet) imaju prednosti podesive radne frekvencije i visoke toplinske stabilnosti, ali su skupe i teško ih je izraditi. Pored toga, mnogi magneto-optički kristali s visokim kutovima rotacije Faraday imaju visoku apsorpciju u rasponu kratkog vala, što ograničava njihovu upotrebu. U usporedbi s magneto optičkim kristalima, magneto optičko staklo ima prednost visoke propusnosti i lako se izrađuje u velike blokove ili vlakna. Trenutno su magneto-optičke čaše s visokim faradayevim efektom uglavnom rijetke dopirane naočale za zemaljsku ionu.
Koristi se za magneto optičke materijale za pohranu
Posljednjih godina, brzim razvojem multimedijske i uredske automatizacije, potražnja za novim magnetskim diskovima velikog kapaciteta raste. Amorfni metalni terbijski prijelazni metal legura tanki filmovi korišteni su za proizvodnju magneto optičkih diskova visokih performansi. Među njima, TBFECO legura tanki film ima najbolju izvedbu. Magneto-optički materijali na bazi terbija proizvedeni su u velikoj mjeri, a magneto-optički diskovi izrađeni od njih koriste se kao komponente za skladištenje računala, pri čemu je kapacitet skladištenja povećan za 10-15 puta. Imaju prednosti velikog kapaciteta i brzine brzog pristupa, a mogu se obrisati i obložiti desecima tisuća puta kada se koriste za optičke diskove visoke gustoće. Oni su važni materijali u tehnologiji elektroničke tehnologije za pohranu informacija. Najčešće korišteni magneto-optički materijal u vidljivim i blizu infracrvenim trakama je Terbium Galline Garnet (TGG) s jednim kristalom, koji je najbolji magneto-optički materijal za izradu faraday rotatora i izolatora.
Za magneto optičko staklo
Faraday Magneto optičko staklo ima dobru prozirnost i izotropiju u vidljivim i infracrvenim regijama, a može tvoriti različite složene oblike. Lako je proizvoditi proizvode velike veličine i može se uvući u optička vlakna. Stoga ima široke izglede za primjenu u magneto optičkim uređajima kao što su magneto optički izolatori, magneto optički modulatori i senzori optičke struje. Zbog svog velikog magnetskog trenutka i malog koeficijenta apsorpcije u vidljivom i infracrvenom rasponu, TB3+ioni su se obično koristili rijetkim zemaljskim ionima u magneto optičkim čašama.
Terbium disprozium feromagtotostriktivna legura
Krajem 20. stoljeća, uz kontinuirano produbljivanje svjetske tehnološke revolucije, brzo su se pojavili novi materijali za primjenu rijetke zemlje. Godine 1984. Državno sveučilište Iowa, laboratorij Ames američkog Ministarstva energetike, i istraživačkog centra za površinsko oružje američke mornarice (iz kojeg je stiglo glavno osoblje kasnije uspostavljene Edge Technology Corporation (et Rema)) surađivalo je kako bi razvio novi rijetki inteligentni materijal, a to je terbijski disprozij feromagnetski magnetnetski materijal. Ovaj novi inteligentni materijal ima izvrsne karakteristike brzog pretvaranja električne energije u mehaničku energiju. Podvodni i elektro-akustični pretvarači izrađeni od ovog divovskog magnetostiktivnog materijala uspješno su konfigurirani u mornaričkoj opremi, zvučnicima za otkrivanje ulja, sustavima za kontrolu buke i vibracija, te istraživačkim sustavima za istraživanje i podzemnim komunikacijama. Stoga je, čim se rodio magnetostriktivni materijal Terbium Disprosium Iron Giant, privukao široku pažnju industrijaliziranih zemalja širom svijeta. Edge tehnologije u Sjedinjenim Državama počele su proizvoditi terbijski disprozij željezni div magnetostriktivni materijali 1989. godine i nazvale ih Terfenol D. Potom, Švedska, Japan, Rusija, Ujedinjeno Kraljevstvo i Australija također su razvile magnetostriktivne magnetostriktivne magnetostriktivne magnetriktivne terbij disprozij.
Iz povijesti razvoja ovog materijala u Sjedinjenim Državama, i izum materijala i njegove rane monopolističke primjene izravno su povezani s vojnom industrijom (poput mornarice). Iako kineski vojni i obrambeni odjeli postupno jačaju svoje razumijevanje ovog materijala. Međutim, uz značajno poboljšanje sveobuhvatne kineske nacionalne snage, potražnja za postizanjem vojne konkurentne strategije 21. stoljeća i poboljšanjem razine opreme definitivno će biti vrlo hitna. Stoga će široka uporaba magnetostriktivnih materijala od strane magnetostriktivnih materijala od terbija disprozij od strane vojnih i nacionalnih odjela za obranu biti povijesna potreba.
Ukratko, mnoga izvrsna svojstvaterbijumUčinite ga nezamjenjivim članom mnogih funkcionalnih materijala i nezamjenjivim položajem u nekim poljima aplikacija. Međutim, zbog visoke cijene terbija, ljudi su proučavali kako izbjeći i minimizirati uporabu terbija kako bi smanjili troškove proizvodnje. Na primjer, rijetki magneto-optički materijali također bi trebali koristiti niskobudžetne disprozij željezne kobalt ili gadolinium terbium kobalt koliko je to moguće; Pokušajte smanjiti sadržaj terbija u zelenom fluorescentnom prahu koji se mora koristiti. Cijena je postala važan čimbenik koji ograničava široku upotrebu terbija. Ali mnogi funkcionalni materijali ne mogu bez njega, pa se moramo pridržavati principa "Korištenje dobrog čelika na oštrici" i pokušati spremiti upotrebu terbija u koliko god je to moguće.
Post Vrijeme: kolovoz-07-2023